大田野生麦苗穗发芽抗性的鉴定与遗传分析

doi:10.11923/j.issn.2095-4050.cjas2021-0006

农学学报 ›› 2022, Vol. 12 ›› Issue (8): 35-42.doi: 10.11923/j.issn.2095-4050.cjas2021-0006

所属专题：生物技术；小麦

大田野生麦苗穗发芽抗性的鉴定与遗传分析

张希太(), 肖磊, 董策, 谢淑芹, 蔺桂芬()

邯郸市农业科学院生物技术研究室,河北邯郸 056001

收稿日期:2021-01-06 修回日期:2021-05-13 出版日期:2022-08-20 发布日期:2022-09-22
通讯作者: 蔺桂芬 E-mail:zhangxitai8801@163.com;15100302646@163.com
作者简介:张希太,男,1965年出生,河北魏县人,研究员,本科,研究方向：小麦分子育种。通信地址：056001 河北省邯郸市邯山区东环南路南头路西邯郸市农业科学院,Tel：0310-8161759,E-mail： zhangxitai8801@163.com。
基金资助:
邯郸市科技发展计划项目“导入野麦基因组DNA选育高抗穗发芽冬小麦新资源”(1212101018Z-8);“邯郸市种质资源创新与分子辅助育种重点试验室建设”(20312904011);国家作物种质资源数据中心观测检测(ZX01S0315)

Wild Wheat Seedlings in Field: The Determination of Pre-harvest Sprouting Resistance and Genetic Analysis

ZHANG Xitai(), XIAO Lei, DONG Ce, XIE Shuqin, LIN Guifen()

The Biotechnology Research Laboratory of Handan Academy of Agricultural Sciences, Handan 056001, Hebei, China

Received:2021-01-06 Revised:2021-05-13 Online:2022-08-20 Published:2022-09-22
Contact: LIN Guifen E-mail:zhangxitai8801@163.com;15100302646@163.com

摘要/Abstract

摘要：

为获得小麦高抗穗发芽种质资源并阐明其遗传背景。以秋收后冬小麦播种前,大田刚萌发出土的野生麦苗为试材,进行集中移栽种植,观测生长一致性、遗传稳定性,淘汰遗传尚不稳定株系,对获得的118个遗传稳定的野生麦苗系进行综合农艺性状调查和穗发芽抗性测定,选出4个综合农艺性状好且高抗穗发芽的种质系。利用SSR分子标记技术分析4个种质系、节节麦及收集野生麦苗地块前5~10年间本地块主栽小麦品种的基因组DNA。通过以上研究,发现有78.8%的野生麦苗系都高抗穗发芽,其中19.5%的野生麦苗系的穗发芽率为0;通过SSR分子标记分析发现4个高抗穗发芽种质系是节节麦和以前主栽小麦品种的杂交后代。收集、移栽、选择、鉴定秋后大田野生麦苗是一条获得小麦抗穗发芽种质资源的新途径。

关键词: 大田野生麦苗, 大田实生麦苗, 节节麦, 穗发芽抗性, 鉴定, 遗传分析

Abstract:

The aims are to obtain the wheat germplasm resources with high resistance to pre-harvest sprouting (PHS) and to clarify the genetic background. After autumn harvest before winter wheat planting, the newly emerged wild wheat seedlings in field were used as test materials. The centralized transplanting cultivation, and growth consistency and genetic stability observation were used to eliminate the strains with unstable inheritance. The comprehensive agronomic characters of 118 wild wheat seedlings with genetic stability were investigated, and the PHS resistance was determined. 4 germplasm lines with good comprehensive agronomic characters and high resistance to PHS were selected. SSR molecular markers were used to analyze the genomic DNA of the 4 germplasm lines, Aegilops tauschii Coss. and local main wheat varieties planted in 5-10 years before wild wheat seedlings. The results showed that 78.8% of the wild wheat seedling lines were highly resistant to PHS, and 19.5% of the wild wheat seedling lines had a PHS rate of 0. The 4 germplasm lines with high resistance to PHS were found to be the hybrids of Aegilops tauschii Coss. and the former main wheat varieties by SSR molecular marker analysis. Collecting, transplanting and identifying wild wheat seedlings in field after autumn could be a new way to obtain wheat germplasm resources resistant to PHS.

Key words: wild wheat seedlings in field, field wheat seedling, Aegilops tauschii Coss., resistance to pre-harvest sprouting, identification, genetic analysis

张希太, 肖磊, 董策, 谢淑芹, 蔺桂芬. 大田野生麦苗穗发芽抗性的鉴定与遗传分析[J]. 农学学报, 2022, 12(8): 35-42.

ZHANG Xitai, XIAO Lei, DONG Ce, XIE Shuqin, LIN Guifen. Wild Wheat Seedlings in Field: The Determination of Pre-harvest Sprouting Resistance and Genetic Analysis[J]. Journal of Agriculture, 2022, 12(8): 35-42.

图/表 9

参考文献 22

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收集移栽时间（年/月/日）	批次	收集数量		成活率/%		收集移栽时间	批次	收集数量		成活率/%
收集移栽时间（年/月/日）	批次	单生（株）	簇生（簇）	单生	簇生	收集移栽时间	批次	单生（株）	簇生（簇）	单生	簇生
2014/9/30	Ⅰ	30	12	100	100	2016/9/30	Ⅲ	28	13	100	100
2015/9/30	Ⅱ	26	11	100	100	2017/9/30	Ⅳ	30	12	100	100

收集移栽时间（年/月/日）	批次	收集数量		成活率/%		收集移栽时间	批次	收集数量		成活率/%
收集移栽时间（年/月/日）	批次	单生（株）	簇生（簇）	单生	簇生	收集移栽时间	批次	单生（株）	簇生（簇）	单生	簇生
2014/9/30	Ⅰ	30	12	100	100	2016/9/30	Ⅲ	28	13	100	100
2015/9/30	Ⅱ	26	11	100	100	2017/9/30	Ⅳ	30	12	100	100

农艺性状指标		系号	百分比/%
株高	≤75 cm	21、46、53、63、68、96、106、116	6.8
	76~80 cm	1、5~7、12、14、24~26、49、66、72、73、87、111、117	13.6
	81~100 cm	2~4、15~20、29、30、33~35、97~99	14.4
	>100 cm	8~11、13、22、23、27、28、31、32、36~45、47、48、50~52、54~62、64、65、67、69、70、71、74~86、88~95、100~105、107~110、112~115、118	65.3
抗倒性（严重度,普遍率）	[1],0	1、5、6、21、25、33、35、46、53、63、68、72、87、96、106、116	13.6
	[2],<0.1	2~4、7、12、14~20、24、26、29、30、34、49、66、73、97~99、111、117	21.2
	≥[2],≥0.1	8~11、13、22、23、27、28、31、32、36~45、47、48、50~52、54~62、64、65、67、69、70、71、74~86、88~95、100~105、107~110、112~115、118	65.3
抗病性	[1]	1~33、38~71、86~112、116	80.5
	[2]	34~37、72~85、113~115、117、118	19.5
	[3]	无	0.0
抗冻性	[1]	9~26、40~46、49~56、57~71、84~101、106、116	55.9
	[2]	1~8、27~39、47、48、55、56、72~83、102~105、107~115、117、118	44.1
	≥[3]	无	0.0
分蘖率	<20%	无	0.0
分蘖率	≥20%	1~118	100.0
有效分蘖率	<80%	无	0.0
有效分蘖率	≥80%	1~118	100.0
穗粒数	<35	无	0.0
穗粒数	≥35	1~118	100.0
千粒重	<45 g	1~8、27~45、47、48、50~62、64、65、67~105、107~116、118	78.8
千粒重	≥45 g	8~26、46、49、63、66、106、117	21.2

农艺性状指标		系号	百分比/%
株高	≤75 cm	21、46、53、63、68、96、106、116	6.8
	76~80 cm	1、5~7、12、14、24~26、49、66、72、73、87、111、117	13.6
	81~100 cm	2~4、15~20、29、30、33~35、97~99	14.4
	>100 cm	8~11、13、22、23、27、28、31、32、36~45、47、48、50~52、54~62、64、65、67、69、70、71、74~86、88~95、100~105、107~110、112~115、118	65.3
抗倒性（严重度,普遍率）	[1],0	1、5、6、21、25、33、35、46、53、63、68、72、87、96、106、116	13.6
	[2],<0.1	2~4、7、12、14~20、24、26、29、30、34、49、66、73、97~99、111、117	21.2
	≥[2],≥0.1	8~11、13、22、23、27、28、31、32、36~45、47、48、50~52、54~62、64、65、67、69、70、71、74~86、88~95、100~105、107~110、112~115、118	65.3
抗病性	[1]	1~33、38~71、86~112、116	80.5
	[2]	34~37、72~85、113~115、117、118	19.5
	[3]	无	0.0
抗冻性	[1]	9~26、40~46、49~56、57~71、84~101、106、116	55.9
	[2]	1~8、27~39、47、48、55、56、72~83、102~105、107~115、117、118	44.1
	≥[3]	无	0.0
分蘖率	<20%	无	0.0
分蘖率	≥20%	1~118	100.0
有效分蘖率	<80%	无	0.0
有效分蘖率	≥80%	1~118	100.0
穗粒数	<35	无	0.0
穗粒数	≥35	1~118	100.0
千粒重	<45 g	1~8、27~45、47、48、50~62、64、65、67~105、107~116、118	78.8
千粒重	≥45 g	8~26、46、49、63、66、106、117	21.2

相对穗发芽指数(I)	穗发芽抗性级别	系号	百分比
0	高抗(HR)	1、5~7、12、14、21、24~26、46、49、53、63、66、68、72、73、87、96、106、111、117	19.5
0<I<0.05	高抗(HR)	9~11、13、22、23、27、28、31~45、50~52、54~62、64、65、67、69、70、71、74~86、88~95、97~99、107~110、118	59.3
0.05≤I≤0.2	抗（I）	2~4、15~20、29、30、100~105、112~115	17.8
0.21≤I≤0.4	中抗(MR)	8、116、47、48	3.4
0.41≤I≤0.6	感(S)	无	0
I>0.6	高感(HS)	无	0

大田野生麦苗穗发芽抗性的鉴定与遗传分析

Wild Wheat Seedlings in Field: The Determination of Pre-harvest Sprouting Resistance and Genetic Analysis

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第一年遗传稳定性				第二年遗传稳定性						第三年遗传稳定性
单生株	簇生株系			单生株系			簇生株系			单生株系			簇生株系
单生株	移栽数	稳定数	稳定率/%	种植数	稳定数	稳定率/%	移栽数	稳定数	稳定率/%	种植数	稳定数	稳定率/%	簇生株系
—	12	11	91.7	30	20	66.7	11	11	100	20	20	100	—
—	11	10	90.9	26	17	65.4	10	10	100	17	17	100	—
—	13	12	92.3	28	18	64.3	12	12	100	18	18	100	—
—	12	11	91.7	30	19	63.3	11	11	100	19	19	100	—

系编号	收集批次	时间段	收集地块前5~10年间种植过的小麦品种
21	Ⅰ	2004—2009年间	济麦22、邯6172、衡4399
46	Ⅱ	2005—2010年间	济麦22、邯6172、衡4399
63	Ⅲ	2006—2011年间	济麦22、邯6172、衡4399
106	Ⅰ	2004—2009年间	济麦22、邯6172、衡4399

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